DE19940890C1 - Verfahren zur strukturellen Festigung von Objekten aus Naturstein, Kunststein oder von Wandputzen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur strukturellen Festigung von Objekten aus Naturstein, Kunststein oder von (Wand-)Putzen, bei dem auf die äußere Oberfläche des Objektes ein flüssiges Festigungsmittel aufgebracht wird, soll so verbessert werden, dass Objekte aus Naturstein in allen Flächenvariationen mit hinreichender Kontrolle der erforderlichen Eindringtiefe strukturell gefestigt werden können, wobei vorteilhaft auch der Festigungsmittelverbrauch reduzierbar und die Umweltbelastung beim Festigungsvorgang verringert werden soll. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, dass zunächst auf die äußere Oberfläche des Objektes streifenförmige, voneinander beabstandete Elemente aus saugfähigem, kapillar wirkendem Material aufgebracht werden und dass diese Elemente anschließend mit einem Reservoir für das Festigungsmittel verbunden und kontinuierlich mit Festigungsmittel versorgt werden, derart, dass das Festigungsmittel über die streifenförmigen Elemente kapillar in das Objekt eindringt, und dass nach dem Eingringen des Festigungsmittels die Versorgung der streifenförmigen Elemente mit Festigungsmittel beendet und diese wieder entfernt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur strukturellen Festigung von Objekten aus Naturstein, Kunststein oder von Wandputzen, bei dem auf die äußere Oberfläche des Objektes ein flüssiges Festigungsmittel aufgebracht wird.

Als Folge der allgemeinen Umweltemissionen ergeben sich un­ ter anderem bei der Erhaltung und Bewahrung von Kulturdenk­ mälern aus Naturstein, beispielsweise Sandstein, erhebliche Probleme, da der Naturstein durch die genannten Belastungen vorzeitig verwittert. So werden unter anderem Bindemittel­ verluste verursacht, die grundsätzlich durch Festigungsver­ fahren und Festigungsmittel, wie z. B. Kieselsäureestern, be­ hoben werden könnten, sofern eine hinreichende Eindringtiefe des Festigungsmittels erreichbar wäre. Gleiches gilt auch für Hydrophobierungsmittel.

Die Erzielung einer ausreichenden Eindringtiefe in den Na­ turstein von z. B. 2 bis 5 cm ist jedoch schwierig zu errei­ chen, da das Festigungsmittel für diesen Zweck teilweise über Stunden konstant angeboten werden muss, ohne dass der kapillare Transport des Festigungsmittels, z. B. durch kurz­ zeitigen Mangel oder vorzeitige Reaktion des Festigungsmit­ tels, unterbrochen wird.

Bei einer nur oberflächenhaften Festigung von Objekten aus Naturstein ergeben sich nämlich Folgeschäden dergestalt, dass sich wegen unterschiedlicher physikalischer Bedingungen oberflächenparallele Abschalungen entsprechend der unzurei­ chenden Eindringtiefe nach ca. 10 bis 15 Jahren einstellen. Es besteht deshalb seit langem das Bestreben, diese Festi­ gungstechnik zu verbessern.

Zu diesem Zweck sind Verfahren bekannt, bei denen durch Auf­ lage von z. B. Zellulosekompressen auf die komplette Oberflä­ che des zu festigenden Objektes aus Naturstein ein permanen­ tes Festigungsmittelangebot gewährleistet werden soll. So­ fern es sich um ebene horizontale Oberflächen handelt, erge­ ben sich dabei keine grundsätzlichen technischen Probleme, allerdings ist ein solches Verfahren nur befriedigend in einer festigungsmittelgesättigten Atmosphäre durchzuführen, da ansonsten ein beachtlicher Teil des Festigungsmittels verdampft und nicht in den Naturstein eindringt. Dies führt zu einem entsprechenden Verlust des kostenintensiven Festi­ gungsmittels, außerdem ergibt sich für das Bearbeitungsper­ sonal eine erhebliche gesundheitliche Belastung durch die Verdunstung des Festigungsmittels. Neben diesen Nachteilen ist das bekannte Verfahren vor allem auch nicht für senk­ rechte einschneidende schräge oder diagonal verlaufende Oberflächen oder Unteransichten geeignet, da die Haftung der Kompressen mangelhaft oder gar nicht möglich ist, was zu einer unkontrollierten Festigung führt, da das Festigungs­ mittel nur bereichsweise in den Naturstein eindringt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren so zu verbessern, dass Objekte aus Naturstein in allen Flä­ chenvariationen mit hinreichender Kontrolle der erforderli­ chen Eindringtiefe strukturell gefestigt werden können, wo­ bei vorteilhaft auch der Festigungsmittelverbrauch reduziert und die Umweltbelastung beim Festigungsvorgang verringert werden soll.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs bezeich­ neten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zunächst auf die äußere Oberfläche des Objektes voneinander beabstandete Streifen aus saugfähigem, kapillar wirkendem Material aufge­ bracht werden und dass diese Streifen anschließend mit einem Reservoir für das Festigungsmittel verbunden und kontinuier­ lich mit Festigungsmittel versorgt werden, derart, dass das Festigungsmittel über die Streifen kapillar in das Objekt eindringt, und dass nach dem Eindringen des Festigungsmit­ tels die Versorgung der Streifen mit Festigungsmittel been­ det und diese wieder entfernt werden.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, unabhängig von der Oberflächengestaltung des Objektes aus Naturstein ein weit­ gehend homogenes Eindringen des Festigungsmittels (z. B. Kie­ selsäureester) in den Naturstein zu gewährleisten, wobei die Eindringtiefe auf einfache Weise kontrolliert werden kann. Dazu werden auf die äußere Oberfläche des Objektes, welches trocken sein sollte, beispielsweise 1 cm breite Streifen aus saugfähigem, kapillar wirkendem Material aufgebracht, wobei diese Streifen im Abstand zueinander angeordnet und bei­ spielsweise parallel und senkrecht an der Oberfläche des Ob­ jektes fixiert werden. Die Streifen werden anschließend kon­ tinuierlich aus einem Reservoir, beispielsweise einem Ein­ führtrichter, einem Einführröhrchen oder einem mit einem größeren Reservoir verbundenen Schlauchsystem mit dem flüs­ sigen Festigungsmittel versorgt. Das Festigungsmittel tritt dann über die Streifen kapillar in den Naturstein ein, wobei sich herausgestellt hat, dass das Eindringen senkrecht zur Oberfläche, d. h. in der gewünschten Tiefenrichtung, und pa­ rallel zur Oberfläche etwa gleich schnell erfolgt, was den erheblichen Vorteil bietet, dass man die Eindringung paral­ lel zur Oberfläche von außen beobachten kann und daraus di­ rekt auf die jeweils erreichte Eindringtiefe schließen kann, so dass gut ermittelbar ist, wann die gewünschte Eindring­ tiefe erreicht ist, worauf dann anschließend das Festigungs­ verfahren beendet werden kann.

In ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgese­ hen, dass nach dem Aufbringen der Streifen auf die Oberflä­ che des Objektes die Oberfläche des Objektes im wesentlichen vollflächig mit einer an der Oberfläche anhaftenden, für das Festigungsmittel nicht durchlässigen Abdeckschicht versehen wird und dass erst danach die Streifen mit dem Festigungs­ mittel versorgt werden, wobei nach dem Eindringen des Festi­ gungsmittels mit der gewünschten Eindringtiefe die Abdeck­ schicht wieder entfernt wird. Durch das Aufbringen dieser Abdeckschicht ist sicher gewährleistet, dass das Festigungs­ mittel nur in den Naturstein selbst eindringen kann, jedoch nicht in die benachbarte Atmosphäre verdunsten kann. Dadurch geht zum einen kein Festigungsmittel unnötig verloren und es ist keine festigungsmittelgesättigte Umgebung erforderlich, zum anderen wird das Bearbeitungspersonal nicht durch die Verdunstung des Festigungsmittels in Mitleidenschaft gezo­ gen. Von erheblichem weiteren Vorteil ist, dass während des Eindringens des Festigungsmittels in den Naturstein die Re­ aktion des Festigungsmittels selbst noch nicht unkontrol­ liert beginnen kann. Diese kann gezielt erst dann gestartet werden, wenn nach Erreichen der gewünschten Eindringtiefe die Abdeckschicht wieder entfernt wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Streifen wenigstens bereichsweise an der äußeren Oberfläche des Objektes durch Kleben oder dgl. befestigt werden. So kann beispielsweise eine Anklebung mittels Schmelzkleber (Ethylenvinylacetat oder dergl.) punktuell erfolgen.

Alternativ ist es auch möglich, die Streifen auf die äußere Oberfläche des Objektes aufzusprühen, dies ist beispielswei­ se bei Verwendung von Streifen aus Zellulosematerial mög­ lich.

Auch die Abdeckschicht kann aufgesprüht oder aufgepinselt werden, grundsätzlich kann aber auch eine Abdeckschicht bei­ spielsweise aus Schrumpffolie oder dergl. verwendet werden.

Die Abdeckschicht sollte vorteilhaft aus einem transparenten Material bestehen, damit auch nach Aufbringen der Abdeck­ schicht anschließend auf einfache Weise die Durchfeuchtung der Natursteinoberfläche sichtbar ist, um anhand derer indi­ rekt die Eindringtiefe kontrollieren zu können, wie dies vorstehend beschrieben worden ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich zu diesem Zweck eine Ab­ deckschicht aus Latexmilch herausgestellt. Die Latexmilch wird beispielsweise mit einem Pinsel oder einem Spritzgerät mechanisch auf die Natursteinoberfläche aufgebracht, dabei werden die Streifen mit in die Versiegelung eingebunden. Nach der oxidativen Trocknung der Latexhaut kann die Festi­ gung erfolgen, d. h. die Streifen können dann mit dem Festi­ gungsmittel versorgt werden. Nach Erreichen der gewünschten Eindringtiefe kann die Latexschicht auf einfache Weise wie­ der entfernt werden, sie kann beispielsweise einfach von der Oberfläche des Objektes abgezogen werden. Um dies zu verein­ fachen, können wenigstens bereichsweise in die Abdeckschicht auch vliesartige Elemente oder vergleichbare Elemente einge­ bunden werden, die als Abziehhilfe dienen.

Werden Streifen verwendet, die an der Natursteinoberfläche punktuell klebend befestigt werden sollen, sind insbesondere Streifen aus Textilbahnen, Wollschnüren, Teppichboden oder dergl. geeignet.

Um eine weitgehend genaue Steuerung des Eindringens des Festigungsmittels in Abhängigkeit von der gewünschten Ein­ dringtiefe zu erreichen, ist besonders vorteilhaft vorgese­ hen, dass die Streifen in einem Abstand voneinander angeord­ net werden, der etwa dem Doppelten der gewünschten Eindring­ tiefe in das Objekt entspricht. Sobald für das Bearbeitungs­ personal sichtbar sich die äußerlichen Durchfeuchtungszonen der äußeren Oberfläche jeweils benachbarter Streifen zu be­ rühren beginnen, kann dann davon ausgegangen werden, dass annähernd die gewünschte Eindringtiefe quer zur Oberfläche in den Naturstein erreicht worden ist.

Wie sich aus Vorstehendem ergibt, lassen sich durch das er­ findungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von Vorteilen errei­ chen, wobei nicht nur in allen Ebenen des zu festigenden Ob­ jektes aus Naturstein eine strukturelle Festigung erreicht wird. Zusätzlich wird die Verbrauchsmenge an Festigungsmit­ tel optimiert, da kein Festigungsmittel verdunsten kann, darüber hinaus erfolgt keine vorzeitige unerwünschte Reak­ tion des Festigungsmittels aufgrund der Abdeckschicht, der Kapillartransport des Festigungsmittels wird nicht unterbro­ chen, es ergibt sich für die Zeit der Festigung praktisch keine nennenswerte Emission für das Bearbeitungspersonal, es ist bei sachgerechter Anwendung eine äußerlich sichtbare Kontrolle der Eindringtiefe gegeben, das Verfahren ist prak­ tisch witterungsunabhängig durchzuführen und eine Überfesti­ gung der obersten Kornlage des Natursteins mit typischer Glanzbildung wird durch die Latexhaut weitgehend vermieden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils in perspek­ tivischer Darstellung in:

Fig. 1 ein als Steinplatte ausgebildetes Objekt aus Natur­ stein, das bereits mit Streifen versehen ist,

Fig. 2 die Steinplatte nach Fig. 1, die zusätzlich mit einer Abdeckschicht versehen ist,

Fig. 3 die Steinplatte nach Fig. 2 während des Eindringens des Festigungsmittels und

Fig. 4 die Steinplatte nach Fig. 3 am Ende des Eindringvor­ ganges.

Ein Objekt aus Naturstein ist beispielhaft in den Figuren als Steinplatte 1 angedeutet. Dieses Objekt weist eine äuße­ re Oberfläche 2 und eine Dicke t auf, die in diesem Fall der gewünschten Eindringtiefe entsprechen soll.

Dieses Naturstein-, beispielsweise Sandsteinobjekt, soll nun erfindungsgemäß mit Hilfe eines flüssigen Festigungsmittels (z. B. Kieselsäureester) strukturell gefestigt werden.

Dazu werden gemäß Fig. 1 zunächst im Abstand zueinander vor­ zugsweise in vertikaler Richtung mehrere, aus saugfähigem Material bestehende Streifen 3 aufgebracht. Bei diesen Streifen 3 kann es sich beispielsweise um Streifen aus Tex­ tilbahnen, Wollschnüren, Teppichbodenstreifen oder dergl. handeln. Zur Fixierung an der äußeren Oberfläche 2 ist bei den Ausführungsbeispielen eine punktuelle Verklebung bei­ spielsweise mittels eines Schmelzklebers (Ethylenvinylace­ tat) vorgesehen, diese punktuellen Klebestellen sind mit 4 bezeichnet. Der Abstand der Streifen 3 voneinander ist mit a bezeichnet und so gewählt, dass a dem Doppelten von t ent­ spricht (a = 2t).

Die Streifen 3 sind jeweils endseitig mit einem nicht darge­ stellten Reservoir für das Festigungsmittel verbunden, was durch Schlauchleitungen 5 angedeutet ist, die zu dem nicht dargestellten Reservoir führen. Alternativ können auch di­ rekt an den Enden der Streifen 3 trichterförmige Elemente oder dergl. vorgesehen sein, in die während des Verfahrens­ ablaufes kontinuierlich Festigungsmittel eingegeben wird.

Anstelle der Fixierung der Streifen 3 an der Oberfläche 2 des Objektes 1 kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Streifen 3 auf die äußere Oberfläche 2 des Objektes 1 aufgesprüht werden, dies ist zum Beispiel möglich, wenn die Streifen 3 aus einem Zellulosematerial bestehen.

Nachdem das zu festigende Objekt 1 mit den Streifen 3 verse­ hen worden ist, wird, wie dies Fig. 2 zeigt, im wesentlichen auf die gesamte äußere Oberfläche 2 des Objektes 1 eine an der Oberfläche 2 anhaftende, für das Festigungsmittel nicht durchlässige Abdeckschicht 6 aufgebracht, die in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nur bereichsweise angedeutet ist und die vorzugsweise transparent ausgebildet ist. Für diese Abdeckschicht 6 zur Versiegelung der äußeren Oberfläche 2 des Objektes 1 wird vorteilhaft Latexmilch verwandt, diese wird auf die gesamte Oberfläche 2 und auch die Streifen 3 aufgebracht, beispielsweise aufgepinselt oder aufgesprüht. Nach der oxidativen Trocknung dieser Latexhaut unter Ausbil­ dung der transparenten Abdeckschicht 6 kann die eigentliche Festigung des Objektes 1 beginnen.

Dazu werden die Streifen 3 über die Schlauchleitungen 5 mit einem geeigneten Festigungsmittel kontinuierlich gespeist. Dies führt dazu, dass das Festigungsmittel über die Streifen 3 kontinuierlich kapillar in das Objekt 1 eindringt. Dabei hat sich herausgestellt, dass das Festigungsmittel in Rich­ tung des Pfeiles 7 etwa gleichermaßen wie quer dazu in Rich­ tung des Doppelpfeiles 8, entlang der Oberfläche 2 ein­ dringt. Fig. 3 zeigt beispielhaft die sichtbare Tränkung des Objektes 1 mit Festigungsmittel am Beginn des Festigungspro­ zesses. Die Ausbreitung des Festigungsmittels ist dabei durch gestrichelte Linien 9 angedeutet. Es ergibt sich dabei eine etwa halbkreisförmige Ausbreitung in Tiefenrichtung. Durch die äußerlich sichtbare Durchfeuchtung der Oberfläche 2 läßt sich indirekt die Eindringtiefe kontrollieren, da die Breite an der Oberfläche 2 in etwa der Eindringtiefe ent­ spricht.

In Fig. 4 ist der Verfahrensablauf zu einem späteren Zeit­ punkt gezeigt, hier überlappen sich bereits die Durchfeuch­ tungsbereiche benachbarter Streifen 3, so dass eine voll­ ständige Durchfeuchtung gegeben ist. Da beim Ausführungsbei­ spiel der Abstand a zwischen den Streifen 3 dem Doppelten der maximalen Tiefe t der Steinplatte entspricht, bedeutet dies, dass in diesem Zustand das Festigungsmittel über der gesamten Tiefe in den Naturstein des Objektes 1 eingedrungen ist, d. h. in diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist das plattenförmige Objekt 1 bis zur Rückseite vollständig von Festigungsmittel durchsetzt. Dies dient jedoch nur als Bei­ spiel, bei normalen Objekten beispielsweise Skulpturen, be­ sonderen Giebelgestaltungen oder dergl., ist in der Regel kein komplettes Eindringen erforderlich, sondern nur in Oberflächenbereichen mit beispielsweise 3 bis 5 cm Eindring­ tiefe.

Während dieses gesamten Vorganges ist die Oberfläche 2 des Objektes 1 zur Atmosphäre hin durch die Abdeckschicht 6 ab­ gedichtet, d. h. das Festigungsmittel kann nicht aus dem Ob­ jekt 1 in die Atmosphäre austreten (verdunsten), so dass faktisch kein Festigungsmittel verloren geht. Auch schäd­ liche Emissionen können dadurch nicht entstehen, auch ist sicher gewährleistet, dass eine vorzeitige unerwünschte Re­ aktion des Festigungsmittels durch Oxidation nicht stattfin­ den kann.

Ist das Festigungsmittel bis in die gewünschte Eindringtiefe eingedrungen, wird die Festigungsmittelzufuhr vom Reservoir beendet bzw. kein Festigungsmittel mehr nachgefüllt, an­ schließend wird die Abdeckschicht 6 vom Objekt entfernt.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Aus­ führungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen.

Claims (9)

1. Verfahren zur strukturellen Festigung von Objekten aus Naturstein, Kunststein oder von Wandputzen, bei dem auf die äußere Oberfläche des Objektes ein flüssiges Festigungsmit­ tel aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst auf die äußere Oberfläche des Objektes vonein­ ander beabstandete Streifen aus saugfähigem, kapillar wir­ kendem Material aufgebracht werden und dass diese Streifen anschließend mit einem Reservoir für das Festigungsmittel verbunden und kontinuierlich mit Festigungsmittel versorgt werden, derart, dass das Festigungsmittel über die Streifen kapillar in das Objekt eindringt, und dass nach dem Eindrin­ gen des Festigungsmittels die Versorgung der Streifen mit Festigungsmittel beendet und diese wieder entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der Streifen auf die Oberfläche des Objektes die Oberfläche des Objektes im wesentlichen voll­ flächig mit einer an der Oberfläche anhaftenden, für das Festigungsmittel nicht durchlässigen Abdeckschicht versehen wird und dass erst danach die Streifen mit dem Festigungs­ mittel versorgt werden, wobei nach dem Eindringen des Festi­ gungsmittels mit der gewünschten Eindringtiefe die Abdeck­ schicht wieder entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen wenigstens bereichsweise an der äußeren Oberfläche des Objektes durch Kleben befestigt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen auf die äußere Oberfläche des Objektes aufgesprüht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckschicht aufgesprüht oder aufgepinselt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckschicht aus einem transparenten Material verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckschicht aus Latexmilch verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass Streifen aus Textilbahnen, Wollschnüren oder Teppichbo­ den verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen in einem Abstand voneinander angeordnet werden, der etwa dem Doppelten der gewünschten Eindringtiefe in das Objekt entspricht.